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Rishonen Modell Das auch Harari Shupe preon model ist der erste Versuch ein Präonenmodell zu entwickeln das Phänomene er

Rishonen-Modell

Das Rishonen-Modell (auch Harari–Shupe preon model) ist der erste Versuch, ein Präonenmodell zu entwickeln, das Phänomene erklärt, die im Standardmodell der Teilchenphysik auftreten. Es wurde zuerst unabhängig von Haim Harari und von Michael A. Shupe entwickelt und später von Harari und seinem Studenten Nathan Seiberg erweitert.

Das Modell Bearbeiten

Im Rishonen-Modell gibt es zwei fundamentale Fermionen, die Rishonen genannt werden. Rishon bedeutet auf hebräisch "primär" oder "ursprünglich". Diese zwei Rishonen sind das T oder Tohu Rishon mit drittelzahliger positiver elektrischer Elementarladung +⅓ e und das V oder Vohu Rishon, das elektrisch neutral ist. Die Namen Tohu (ungeformt, "wüst") und Vohu (Bohu), Leere, stammen aus der hebräischen Genesis (siehe Tohuwabohu).

Alle Leptonen und alle Quarks bestehen aus drei Rishonen. Diese Gruppen von Triplets haben Spin-½. Es gibt folgende Kombinationen:

  • TTT = Positron (Antielektron);
  • VVV = Elektron-Neutrino;
  • TTV, TVT und VTT = Up-Quark (mit drei Farben);
  • TVV, VTV und VVT = Down-Antiquark (mit drei Farben).

Zu jedem Rishon gibt es das zugehörige Antiteilchen. Daraus folgen:

Es dürfen dabei keine Rishonen zusammen mit Antirishonen auftauchen.

Das W+ boson = TTTVVV; Das W− boson = TTTVVV.

Baryonenzahl (B) und Leptonenzahl (L) werden nicht erhalten, aber die Größe B−L ist eine Erhaltungsgröße. Ein die Baryonenzahl verändernder Prozess (wie der Protonenzerfall) in diesem Modell wäre:
 u  +  u  →  d  +  e+
/|\   /|\   /|\   /|\
TTV + TTV → TVV + TTT

Harari und Nathan Seiberg untersuchten auch eine dynamischen Erweiterung des ursprünglichen Rishon-Modells mit einer Wechselwirkung durch die Eichgruppe . Dabei steht C für Color (Farbfreiheitsgrad) aus der üblichen Quantenchromodynamik und H für Hypercolor. Unterhalb der Confinement-Skala für Hypercolor bilden sich die gewöhnlichen Elementarteilchen (Quarks, Leptonen, W-Bosonen) des Standardmodells zusammengesetzt aus Rishonen (und Singlet-Zustände bezüglich Hypercolor) und es ergibt sich für diese eine effektive Wechselwirkung (B ist die Baryonenzahl, L die Leptonenzahl in B-L und das Suffix R, L bei SU (2) bezeichnet chirale (rechts/links) Zerlegung). Dies entspricht der rechts-links-symmetrischen Erweiterung des Standardmodells. Die Differenz von Baryonen- und Leptonenzahl (B-L) ist erhalten, B und L für sich sind nicht erhalten. Die Einführung von Hypercolor erklärt auch, dass im Rishon-Modell nur Tripletts aus Rishonen oder Anti-Rishonen vorkommen, aber keine Mischungen, da jedem Rishon eine von drei Hypercolor-Farben zugeordnet wird (und den Anti-Rishonen eine Anti-Hypercolor-Farbe) und die sich ergebenden zusammengesetzten Teilchen unterhalb der Confinement-Skala farbneutral sind.

Die schwache Wechselwirkung ist nach Harari möglicherweise ein Restwechselwirkungseffekt der Hypercolor-Kraft ähnlich molekularen Kräften in der Elektrodynamik oder der starken Wechselwirkung in der Quantenchromodynamik. Das -Boson der elektroschwachen Wechselwirkung könnte sich dann als TTTVVV ergeben.

In der erweiterten Harari–Seiberg Version besitzen die Rishonen Farbe und Hyperfarbe, wodurch erklärt wird, wie die beobachteten Quarks und Leptonen zusammengesetzt werden können. Unter bestimmten Annahmen ist es möglich, zu zeigen, dass das Modell exakt drei Generationen von Quarks und Leptonen erlaubt. In einem alternativen Rishonen-Model von Darvas und Farkas wurden zusätzliche Eigenschaften (Gerüche) eingeführt.

Evidenz Bearbeiten

Derzeit gibt es keine wissenschaftlich gesicherte Evidenz für die Existenz einer Substruktur innerhalb von Quarks und Leptonen. Aber es gibt keine tiefliegenden Gründe, die eine solche Substruktur bei kleineren Abständen ausschließen würde. 2008 hat Piotr Żenczykowski das Rishonen-Model ausgehend von einem nicht relativistischen O(6) Phasenraum abgeleitet. Solch ein Model basiert auf fundamentalen Prinzipien und Strukturen der Clifford-Algebra und erstellt das Rishonen-Model mit einer natürlichen Erklärung für sonst obskure und künstliche Eigenschaften. Friedrich Bestenreiner argumentiert, dass bereits die geringe Anzahl der Bausteine, im Vergleich mit dem Standardmodell, das Rishon-Model oder ähnliches nahelegt.

In der Populärkultur Bearbeiten

  • Der Science-Fiction-Autor James P. Hogan postuliert in seinem Roman Die Kinder von Alpha Centauri explizit ein rishonartiges Modell bei der Entwicklung von Antimateriewaffen und Energiequellen.

Quellen Bearbeiten

  1. H. Harari: A schematic model of quarks and leptons. In: Physics Letters B. 86. Jahrgang, Nr. 1, 1979, S. 83–86, doi:10.1016/0370-2693(79)90626-9, bibcode:1979PhLB...86...83H (stanford.edu [PDF]).
  2. Harari, Nathan Seiberg: The Rishon Model, Nuclear Physics B 204, 1982, S. 141
  3. Harari, The Structure of Quarks and Leptons, Scientific American, Band 248, April 1983, S. 56
  4. M. A. Shupe: A composite model of leptons and quarks. In: Physics Letters B. 86. Jahrgang, Nr. 1, 1979, S. 87–92, doi:10.1016/0370-2693(79)90627-0, bibcode:1979PhLB...86...87S.
  5. ↑ Haim Harari, Nathan Seiberg: The Rishon Model. In: Nuclear Physics B. Band 204, Nr. 1, 1982, S. 141–167, doi:10.1016/0550-3213(82)90426-6, bibcode:1982NuPhB.204..141H (englisch, iaea.org [PDF; abgerufen am 9. März 2020]).
  6. Gerthsen, Kneser, Vogel: Physik. 16. Auflage. Springer (S. 686, Abschnitt13.4.9 Quantenchromodynamik).
  7. Harari, Seiberg, A dynamical theory for the Rishon model, Phys. Lett. B, Band 98, 1981, 269–273
  8. Darvas, György & F. Farkas, Tamás. (2008). Quantum Scent Dynamics (QSD): A new composite model of physical particles.
  9. Żenczykowski, P.: The Harari–Shupe preon model and nonrelativistic quantum phase space. In: Physics Letters B. 660. Jahrgang, Nr. 5, 2008, S. 567–572, doi:10.1016/j.physletb.2008.01.045, arxiv:0803.0223, bibcode:2008PhLB..660..567Z.
  10. Bestenreiner, F.: Der phantastische Spiegel. Quanten, Quarks, Chaos oder Vom Trost, der aus der Formel kommt. Frankfurt am Main: Fischer Logo, 1991. S. 197f. ISBN 3-596-10265-0.
  11. Star Trek II. Der Zorn des Khan., Heyne Verlag (September 1997), ISBN 978-3-453-30909-8
  12. Star Trek III: Auf der Suche nach Mr. Spock, Heyne, Auflage: 12 (1996), ISBN 978-3-453-31153-4
  13. Die Kinder von Alpha Centauri, 1983, ISBN 3-442-23437-9, Voyage From Yesteryear, 1982
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Veröffentlichungsdatum:
Das Rishonen Modell auch Harari Shupe preon model ist der erste Versuch ein Praonenmodell zu entwickeln das Phanomene erklart die im Standardmodell der Teilchenphysik auftreten Es wurde zuerst unabhangig von Haim Harari 1 2 3 und von Michael A Shupe 4 entwickelt und spater von Harari und seinem Studenten Nathan Seiberg erweitert 5 Inhaltsverzeichnis 1 Das Modell 2 Evidenz 3 In der Popularkultur 4 QuellenDas Modell BearbeitenIm Rishonen Modell gibt es zwei fundamentale Fermionen die Rishonen genannt werden Rishon bedeutet auf hebraisch primar oder ursprunglich Diese zwei Rishonen sind das T oder Tohu Rishon mit drittelzahliger positiver elektrischer Elementarladung e und das V oder Vohu Rishon das elektrisch neutral ist Die Namen Tohu ungeformt wust und Vohu Bohu Leere stammen aus der hebraischen Genesis siehe Tohuwabohu 6 Alle Leptonen und alle Quarks bestehen aus drei Rishonen Diese Gruppen von Triplets haben Spin Es gibt folgende Kombinationen TTT Positron Antielektron VVV Elektron Neutrino TTV TVT und VTT Up Quark mit drei Farben TVV VTV und VVT Down Antiquark mit drei Farben Zu jedem Rishon gibt es das zugehorige Antiteilchen Daraus folgen TTT Elektron VVV Elektron Antineutrino TTV TVT VTT Up Antiquark mit drei Farben TVV VTV VVT Down Quark mit drei Farben Es durfen dabei keine Rishonen zusammen mit Antirishonen auftauchen Das W boson TTTVVV Das W boson TTTVVV Baryonenzahl B und Leptonenzahl L werden nicht erhalten aber die Grosse B L ist eine Erhaltungsgrosse Ein die Baryonenzahl verandernder Prozess wie der Protonenzerfall in diesem Modell ware u u d e TTV TTV TVV TTT Materie und Antimaterie sind im RM gleichverteilt Hohere Generationen von Leptonen und Quarks werden als angeregte Zustande der ersten Generation angenommen Masse Physik ist nicht erklart Harari und Nathan Seiberg untersuchten auch eine dynamischen Erweiterung des ursprunglichen Rishon Modells 7 mit einer Wechselwirkung durch die Eichgruppe S U 3 H S U 3 C displaystyle SU 3 H times SU 3 C nbsp Dabei steht C fur Color Farbfreiheitsgrad aus der ublichen Quantenchromodynamik und H fur Hypercolor Unterhalb der Confinement Skala fur Hypercolor bilden sich die gewohnlichen Elementarteilchen Quarks Leptonen W Bosonen des Standardmodells zusammengesetzt aus Rishonen und Singlet Zustande bezuglich Hypercolor und es ergibt sich fur diese eine effektive Wechselwirkung S U 3 C S U 2 L S U 2 R U 1 B L displaystyle SU 3 C times SU 2 L times SU 2 R times U 1 B L nbsp B ist die Baryonenzahl L die Leptonenzahl in B L und das Suffix R L bei SU 2 bezeichnet chirale rechts links Zerlegung Dies entspricht der rechts links symmetrischen Erweiterung des Standardmodells Die Differenz von Baryonen und Leptonenzahl B L ist erhalten B und L fur sich sind nicht erhalten Die Einfuhrung von Hypercolor erklart auch dass im Rishon Modell nur Tripletts aus Rishonen oder Anti Rishonen vorkommen aber keine Mischungen da jedem Rishon eine von drei Hypercolor Farben zugeordnet wird und den Anti Rishonen eine Anti Hypercolor Farbe und die sich ergebenden zusammengesetzten Teilchen unterhalb der Confinement Skala farbneutral sind Die schwache Wechselwirkung ist nach Harari moglicherweise ein Restwechselwirkungseffekt der Hypercolor Kraft ahnlich molekularen Kraften in der Elektrodynamik oder der starken Wechselwirkung in der Quantenchromodynamik Das W displaystyle W nbsp Boson der elektroschwachen Wechselwirkung konnte sich dann als TTTVVV ergeben In der erweiterten Harari Seiberg Version besitzen die Rishonen Farbe und Hyperfarbe wodurch erklart wird wie die beobachteten Quarks und Leptonen zusammengesetzt werden konnen 5 Unter bestimmten Annahmen ist es moglich zu zeigen dass das Modell exakt drei Generationen von Quarks und Leptonen erlaubt In einem alternativen Rishonen Model von Darvas und Farkas 8 wurden zusatzliche Eigenschaften Geruche eingefuhrt Evidenz BearbeitenDerzeit gibt es keine wissenschaftlich gesicherte Evidenz fur die Existenz einer Substruktur innerhalb von Quarks und Leptonen Aber es gibt keine tiefliegenden Grunde die eine solche Substruktur bei kleineren Abstanden ausschliessen wurde 2008 hat Piotr Zenczykowski das Rishonen Model ausgehend von einem nicht relativistischen O 6 Phasenraum abgeleitet 9 Solch ein Model basiert auf fundamentalen Prinzipien und Strukturen der Clifford Algebra und erstellt das Rishonen Model mit einer naturlichen Erklarung fur sonst obskure und kunstliche Eigenschaften Friedrich Bestenreiner argumentiert dass bereits die geringe Anzahl der Bausteine im Vergleich mit dem Standardmodell das Rishon Model oder ahnliches nahelegt 10 In der Popularkultur BearbeitenIn den Romanen zu den Skripten der Filme Star Trek II Der Zorn des Khan 11 und Star Trek III Auf der Suche nach Mr Spock 12 schlagt Science Fiction Autorin Vonda McIntyre vor dass der Genesis Effekt eine Folge einer neu entdeckten rishonartigen Substruktur der Materie ist Der Science Fiction Autor James P Hogan postuliert in seinem Roman Die Kinder von Alpha Centauri 13 explizit ein rishonartiges Modell bei der Entwicklung von Antimateriewaffen und Energiequellen Quellen Bearbeiten H Harari A schematic model of quarks and leptons In Physics Letters B 86 Jahrgang Nr 1 1979 S 83 86 doi 10 1016 0370 2693 79 90626 9 bibcode 1979PhLB 86 83H stanford edu PDF Harari Nathan Seiberg The Rishon Model Nuclear Physics B 204 1982 S 141 Harari The Structure of Quarks and Leptons Scientific American Band 248 April 1983 S 56 M A Shupe A composite model of leptons and quarks In Physics Letters B 86 Jahrgang Nr 1 1979 S 87 92 doi 10 1016 0370 2693 79 90627 0 bibcode 1979PhLB 86 87S a b Haim Harari Nathan Seiberg The Rishon Model In Nuclear Physics B Band 204 Nr 1 1982 S 141 167 doi 10 1016 0550 3213 82 90426 6 bibcode 1982NuPhB 204 141H englisch iaea org PDF abgerufen am 9 Marz 2020 Gerthsen Kneser Vogel Physik 16 Auflage Springer S 686 Abschnitt13 4 9 Quantenchromodynamik Harari Seiberg A dynamical theory for the Rishon model Phys Lett B Band 98 1981 269 273 Darvas Gyorgy amp F Farkas Tamas 2008 Quantum Scent Dynamics QSD A new composite model of physical particles Zenczykowski P The Harari Shupe preon model and nonrelativistic quantum phase space In Physics Letters B 660 Jahrgang Nr 5 2008 S 567 572 doi 10 1016 j physletb 2008 01 045 arxiv 0803 0223 bibcode 2008PhLB 660 567Z Bestenreiner F Der phantastische Spiegel Quanten Quarks Chaos oder Vom Trost der aus der Formel kommt Frankfurt am Main Fischer Logo 1991 S 197f ISBN 3 596 10265 0 Star Trek II Der Zorn des Khan Heyne Verlag September 1997 ISBN 978 3 453 30909 8 Star Trek III Auf der Suche nach Mr Spock Heyne Auflage 12 1996 ISBN 978 3 453 31153 4 Die Kinder von Alpha Centauri 1983 ISBN 3 442 23437 9 Voyage From Yesteryear 1982 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Rishonen Modell amp oldid 227027793